文档介绍：2008高考物理总复习专题九图象问题训练题
【方法与规律】
一、常用图像的知识内容简介
1. 力学中常见的图像题
(1)作力的图示
(2)利用平行四边形或矢量三角形进行力的合成与分解的基本运算以及描述物体受力变化情况;
(3)用匀变速直线运动的位移——时间图与速度——时间图解物体的运动问题。
(4)用正(余)弦函数图象研究和分析机械振动与机械波,帮助学生理解振动,波动特点,掌握振动、波动规律。
2. 热学中的图解题:主要分布在分子动理论和气体的状态变化内容中。
3. 电学中的图象题:主要集中在电场磁场、交变电流,电磁振荡、电磁感应中磁场或感应电流随时间变化等内容中,特别是依据图像对电压、电流、电阻等关系的研究中。
4. 光学中的图象题:主要利用几何学的知识解决光的直线传播,光的反射,折射问题及平面镜成像原理。
5. 原子物理中的图像题,主要是两方面
(1)通过对核子的平均结合能曲线的认识来了解原子核的内部结构。
(2)通过衰变反应后粒子与反冲核的轨迹图来求解核电荷数之比等问题。
二、图像题解题方法综述。
1. 弄清纵、横坐标所代表的物理量。
对于函数图象,首先要看纵、横坐标的物理量符号,弄清所表示的是哪两个量之间的关系,再看物理量的单位和标度,搞清每小格代表的量是多少,然后才看图象的形状,根据它的特点和变化分析其含义。有些图象的形状相同或相似,但由于纵、横坐标代表的物理量不同,则图像的含义也不同。
2. 图象的几个观察点。
(1)图象的交点
两图象相交,有一组状态量同时适合所描述的两个不同对象,例如图中所示,若是位移图象,两图线的交点表示两物体相遇,若是速度图象,且甲、乙两物体同时同地运动,两图线的交点表示某时刻,两物体有相同的速度,但不是相遇,而恰恰此时两物体相距最远。
(2)图像的截距
纵横截距往往反映物理过程中的某些特定状态,如匀变速运动的速度图线与纵轴的截距表示物体运动的初速度。
(3)图象的斜率
物理图象的斜率有一定的物理意义,如位移——时间图像的斜率表示物体运动的速度,速度、时间图像的斜率表示物体的加速度,振动图像x-t切线的斜率表示质点的速度,LC振动电路中电容器极板上电量随时间变化的图象q-t切线的斜率表示回路中的振荡电流。
(4)图象的“面积”
物理图象中的“面积”有两种,一种是以图象上某点的横、纵坐标为邻边的矩形“面积”,它的意义是这一状态的两个物理量的乘积;如路端电压随电流变化的图象U-I(如图)上面积“S”表示路端电压为U1
时的电源的输出功率,另一种是图线与横纵轴所围的“面积”,它反映某物理量对时间、空间等的积累,一般规定横轴上方的“面积”为正,下方为负,无论该“面积”表示的是矢量还是标量,都应取代数和,用这种图像的“面积”解决变量问题很有效,分析复杂的运动过程常利用它。
3. 物理图象常见考查方式——图象变换
考试中最常见的形式就是用图象变换考查学生掌握知识的程度。从类型上分主要有两类,一类是同种图像间的变换,例如给出某段时间内质点的振动图像,要求画出此后质点的振动图象就属此类题,另一类是不同图象间的变换,在处理有关图像的变换问题时,首先要识图。
即读懂已知图象表示的物理规律或物理过程,然后再根据所求图象与已知图象间的联系,进行图象间的变换。
4. 物理图像的描绘方法
首先和解常规题一样,仔细分析物理现象,弄清物理过程,求解有关物理量或分析其与相关物理量间的变化关系,然后正确地作出图象。在描述图象时,要注意物理量的单位,坐标轴的速度的适当选取以及函数图象的特征等。
【经典例题】
例1 如图1所示,物体从h高处由静止开始滑下,第1次经过光滑斜面AB滑至底端的时间为,第2次经过光滑曲面AC至底端时间为,两次经过的路程相等,则、的大小关系是( )
A. B.
C. D. 条件不足,无法比较、的大小图1
【解析】:物体沿斜面下滑做匀加速直线运动,其v-t图象可定性地描述为图2中的图线1,沿曲面下滑时,由,可知开始阶段物体的加速度比在斜面上的加速度大,即图线的斜率大,后来减小,且小于在斜面上的加速度,即图线的斜率小,注意到两个运动中机械能都守恒,由,得物体到达底端的速度相等,又路程相等,即图线下的面积相等,物体沿曲面下滑的v-t图象可定性地描绘为图2中的图线2,由图可知,,应选A。
图2
物体沿曲面做的是变加速运动,物理过程较复杂,难以建立方程求出运动时间,运用v-t图线进行定性分析,则能顺利比较、的大小,需要指出的是,本例的v-t图象是速率图象,图线下的面积表示路程,不表示位移。
例2 列车在恒定功率的机车牵引下,从车站出发行驶5分钟速度达到72千米/小时,那么这段时